[发明专利]一种燃煤锅炉烟气中三氧化硫的采样和检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种燃煤锅炉烟气中三氧化硫的采样和检测系统及方法，包括加热取样枪、加热过滤器、电伴热管、冷凝管、恒温水浴箱、洗气瓶及真空泵，其中，冷凝管内设置有蛇形管，加热取样枪的枪头位于烟道内，加热取样枪的出口依次经加热过滤器及电伴热管与蛇形管的一端相连接，蛇形管的另一端与洗气瓶的入口相连通，洗气瓶的出口与真空泵的入口相连通，其中，洗气瓶与真空泵之间设置有湿式流量计及气压计，恒温水浴箱与冷凝管相连通，该系统及方法能够准确检测得到烟气中SO₃的浓度。

技术领域

本发明属于污染物采样和检测技术领域，涉及一种燃煤锅炉烟气中三氧化硫的采样和检测系统及方法。

背景技术

我国煤炭消耗居世界首位，其中约一半用于电站锅炉。煤炭中的硫在燃烧过程中会形成少量SO₃污染物。SO₃在烟气中含量虽少，但会显著提高烟气酸露点，并与烟气中的水蒸汽结合生成H₂SO₄，会对空气预热器下游设备、烟道产生严重的低温腐蚀，并与SCR脱硝装置逃逸的NH₃结合生成NH₄HSO₄堵塞空气预热器，影响锅炉运行安全。为减轻空气预热器下游设备、烟道的低温腐蚀程度，锅炉被迫提高排烟温度，降低了锅炉效率，增加了发电机组的煤耗。

特别是近年来，随着国标GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》实施，燃煤锅炉普遍实施了脱硫、脱硝、除尘环保改造。其中，多数燃煤锅炉都采用选择性催化还原(SCR)工艺进行脱硝改造，SCR工艺采用的催化剂会促使SO₂转化为SO₃，这将提高烟气中SO₃浓度，使SO₃危害进一步加深。与此同时，近期国内燃煤锅炉烟气余热利用技术，如低压省煤器、MGGH等日益得到广泛应用。这些技术通过收回空气预热器后烟气余热，或将这些余热引回机组回热系统以提高经济性，或将这些余热加热脱硫塔后的净烟气以解决排烟视觉污染问题。无论何种烟气余热利用技术，都会导致空气预热器后烟气温度进一步降低，加剧后续设备和烟道的低温腐蚀。因此，有必要对燃煤锅炉烟气中SO₃沿烟气流程的迁移规律进行研究，最大限度缓解空气预热器堵塞和后续设备、烟气的低温腐蚀，而如何准确测量烟气中SO₃浓度及SO₃冷凝温度是开展上述研究工作的基本前提。

燃煤锅炉烟气中SO₃的检测技术一直是行业内的一个难题，主要原因有两个：一是烟气中SO₃浓度很低，一般只有十几ppm的量级，烟气中各类酸性气体，特别是高浓度的SO₂会对SO₃的检测结果产生很大干扰；二是尾部烟道内烟气温度已接近或低于SO₃的冷凝温度，采样时SO₃容易冷凝在SO₃样品收集装置之前的管路上，特别是飞灰过滤装置的表面，造成采样、检测失效。